【物理】安徽省“江南十校”2024-2025学年高一下学期5月阶段联考试卷（解析版）

这是一份【物理】安徽省“江南十校”2024-2025学年高一下学期5月阶段联考试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名，考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 关于下列四幅图所描述的物理现象，说法正确的是（ ）
A. 甲图中，打磨下来炽热微粒的轨迹与砂轮相切，说明微粒飞出瞬间速度沿砂轮的切线方向
B. 乙图中，篮球抛出后做曲线运动，说明手对篮球始终有力的作用
C. 丙图中，若A、B两球总是同时落地，则说明平抛运动水平分运动为匀速直线运动
D. 丁图中，沙袋做匀速圆周运动，是因为沙袋受到重力、绳子拉力和向心力的共同作用
【答案】A
【解析】A．曲线运动的速度方向沿切线方向，炽热微粒的轨迹与砂轮相切，说明微粒飞出瞬间速度沿砂轮的切线方向，故A正确；
B．篮球抛出后，手对篮球没有作用力，故B错误；
C．丙图中，A、B同时落地说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故C错误；
D．丁图中沙袋受到的重力、绳子拉力的合力提供向心力，使沙袋做匀速圆周运动，故D错误。
故选A。
2. 遛狗要牵绳已被写入我国《动物防疫法》。某次遛狗过程中，人在斜坡上，狗在水平面上，拉直的绳子与人的运动方向间的夹角为，与水平面间的夹角为，此时人的速度为v，则狗的速度是（ ）
A. vB.
C. D.
【答案】D
【解析】根据运动的合成和分解规律，人与狗的速度沿着绳方向的分量相等，所以有
解得
故选D。
3. 在修筑铁路时，火车转弯处的外轨略高于内轨，当火车以设计速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。已知某弯道可视作圆轨道，其半径为R，当地重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A. 该弯道设计速度为
B. 当火车质量改变时，设计速度也将改变
C. 当火车速度大于设计速度时，外轨将受到轮缘的挤压
D. 按设计速度行驶时，支持力等于重力
【答案】C
【解析】AB．设转弯处轨道与水平方向夹角为，转弯处的设计速度为v，转弯时，有
解得，与火车质量无关，故AB错误；
C．若转弯速度大于设计速度，所需向心力变大，外轨对轮缘有弹力作用，故C正确；
D．按设计速度行驶时，竖直方向上，故D错误。
故选C
4. 一物体置于粗糙的斜面上，在水平恒定外力F作用下，物体随斜面一起在光滑的水平面上向右做匀加速直线运动，运动过程中物体与斜面保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面对物体的支持力不做正功
B. 斜面对物体的压力可能做负功
C. 斜面对物体的静摩擦力一定做正功
D. 斜面对物体的静摩擦力一定做负功
【答案】B
【解析】AB．斜面对物体的支持力做正功，物体的斜面的压力做负功，故A错误，B正确；
CD．由于加速度不确定，所以斜面对物体的摩擦力的有无、方向不能确定，无法确定静摩擦力与物体位移的夹角，因此无法判定静摩擦力做正功、负功、不做功，故CD错误。
故选B
5. 某行星的质量约为地球的，半径约为地球的，忽略行星自转和一切阻力。在地球表面附近某一高度处平抛一个物体，水平位移为，若在该行星上从同一高度，以同一初速度平抛同一物体，水平位移应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】忽略自转，在行星和地球表面
所以该行星和地球表面重力加速度比值为
从同一高度h，以同一速度v平抛，水平位移，
则
故选C。
6. 杂技演员表演“水流星”，用一轻绳系一个总质量为m的盛水容器（可视为质点），以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，不计一切阻力。运动到最低点时绳对盛水容器的拉力为，盛水容器在最低点的速度大小为v，其图像如图所示，则（ ）
A. 轻绳长为
B. 当地重力加速度为
C. 当时，
D. 盛水容器恰能做完整的圆周运动时
【答案】A
【解析】AB．在最低点，根据牛顿第二定律有
结合图像信息得，
解得，，故A正确，B错误；
CD．则当时，解得
盛水容器恰能做完整的圆周运动时，最高点有
根据动能定理有
解得，故CD错误。
故选A。
7. 如图甲所示，有长度均为的AB、BC两段水平路面，AB段光滑，BC段粗糙。一质量为m的小物体在水平恒力F的作用下，从A点由静止开始运动，到C点恰好停下，BC段动摩擦因数自左往右逐渐增大，具体变化如图乙所示，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A. F在AB段与BC段做的功不相等
B. F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率
C.
D.
【答案】C
【解析】AB．根据
可知在AB段和BC段，力F做功相等；根据
由于在AB段和BC段所用时间不同，则力F在AB段的平均功率与BC段的平均功率不相等，故AB错误；
CD．对全程运用动能定理得
解得，故C正确，D错误。
故选C。
8. 一个半径为R的水平转盘可以绕竖直轴转动，水平转盘中心处有一个光滑小孔，用一根长为细线穿过小孔连接质量均为m的小球A和小物块B，小物块B位于水平转盘的边缘，如图所示。现使物块B与水平转盘一起匀速转动，且二者恰未发生相对滑动，同时小球A在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，已知B与转盘间的动摩擦因数为。则下列说法正确的是（ ）
A. 细线中拉力大小等于
B. 小球转动的角速度等于
C. 水平转盘的角速度可能为
D. A、B前后两次速度方向相同的时间间隔可能为
【答案】C
【解析】A．细线中的拉力大小，A错误；
B．对小球分析可知
小球转动的角速度为，B错误；
C．对B分析，
解得，C正确；
D．A、B两次速度方向相同的时间间隔，故D错误。
故选C。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 中国天宫空间站运行轨道高度距地球表面约400千米，而地球静止卫星离地高度约为36000千米。如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为天宫空间站，c为地球静止卫星，则下列说法正确的是（ ）
A. 线速度的大小关系为
B. 在相等时间内，b、c与地心的连线扫过的面积相等
C. 地球对a的引力大于a绕地轴做圆周运动所需的向心力
D. 地球静止卫星c的发射速度大于
【答案】AC
【解析】A．a和c角速度和周期相同，根据可知
对b和c，万有引力提供向心力
可得
可知线速度的大小关系为
联立得，，故A错误；
B．根据开普勒第二定律知同一个行星在相等的时间内，与地心连线扫过的面积相等，但不同天体在相等时间内与地心连线扫过的面积不相等，故B错误；
C．对a受力分析，根据牛顿第二定律，有，故C正确；
D．地球静止卫星的发射速度应在之间，大于会脱离地球的引力束缚逃逸出去，故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，足够长的水平传送带以恒定速率逆时针转动，一质量的小物块从传送带的左端以速度向右滑上传送带，小物块的动能与位移x的关系图像如图乙所示，图中，重力加速度g取。关于小物体在传送带上的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 小物块滑上传送带的初速度大小为
B. 传送带对物体做了的功
C. 物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为
D. 由于小物块的出现，电动机多消耗的电能为
【答案】ACD
【解析】A．由图像分析：小物块滑上传送带后，先减速至速度减为0，后反向加速至，所以，
解得，，故A正确；
B．由动能定理，传送带对物体做的功，故B错误；
C．物块向右运动过程中有：
解得
物块在传送带上的加速度
物体向右减速时间
相对位移
物体向左加速时间
相对位移
所以整个过程摩擦产生的热量，故C正确；
D．由能量守恒定律可知，由于小物块的出现，电动机多消耗的电能，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：共5题。共58分。
11. 向心力演示器如图所示。
（1）本实验采用的实验方法是________。
A. 理想实验法B. 控制变量法C. 等效法
（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，不同质量的两球分别放在图示位置挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与________（选填“m”、“”或“r”）的关系。
（3）某次实验，将皮带套在两塔轮半径之比为圆盘上，质量相同的两球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，则右侧标尺露出________格。
【答案】（1）B （2）m （3）9
【解析】
【小问1解析】
本实验采用的实验方法是控制变量法。
故选B。
【小问2解析】
此时，探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与小球质量m的关系。
【小问3解析】
由于两个塔轮的半径之比是，皮带边缘线速度相等，所以两塔轮角速度之比为，两球质量、做圆周运动半径相等，由知，向心力之比是，左侧标尺露出1格，右侧标尺应露出9格。
12. 用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。从某一高度同时由静止释放、，拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是重物刚释放时打下的点，每相邻两计数点间还有4个点未标出。所用电源频率为，、。
（1）在实验过程中，以下说法正确的是________。
A. 本实验中不需要测量、的质量
B. 先接通电源，再释放重物
C. 测出重物下落时间t，通过计算出瞬时速度
（2）在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量________，系统重力势能的减少量________；在误差允许的范围内，，则系统的机械能守恒。（g取，结果均保留三位有效数字）
（3）通过图像法可以有效剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确性。本实验中从纸带上选取多个点，测量从起始点到其余各点的距离h，并计算各点速度的平方，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出图线。若在误差允许的范围内，图线是一条过原点的直线，且斜率________（用字母、、g表示），则验证了机械能守恒定律。
【答案】（1）B （2）1.15 1.18 （3）
【解析】
【小问1解析】
A．验证系统机械能守恒，根据实验原理，需要测量、的质量，故A错误；
B．为了充分利用纸带，应先接通电源，再释放重物，故B正确；
C．重物的速度要通过纸带上的点迹来计算，而不是用运动学的公式来计算，故C错误。
故选B。
【小问2解析】
每相邻两计数点间还有4个点未标出，则相邻计数点的时间间隔为
打下计数点5的速度为
则在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量为
系统重力势能的减少量
【小问3解析】
根据系统机械能守恒可得
可得
若在误差允许的范围内，图线是一条过原点的直线，且斜率
则验证了机械能守恒定律。
13. 如图所示，某科技兴趣小组利用无人机玩“定点抛物”游戏。在无风的环境下，无人机以大小的速度由东向西水平匀速飞行，重物释放点距水平地面的高度。重力加速度g取，不计空气阻力。
（1）求重物释放点与落地点间的距离；
（2）若有风从南面水平匀速吹来，风速大小，其他条件不变，求稳定后无人机匀速飞行时的速度。
【答案】（1） （2），方向：北偏西
【解析】
【小问1解析】
由分析可知重物释放后竖直方向上做自由落体运动，设下落时间为，由
解得
重物水平方向上以的速度做匀速直线运动，设水平位移为，则有
解得
则有落地点到释放点距离
【小问2解析】
若有风从南面水平匀速吹来，稳定后飞机将同时参与两个方向的运动，即向西以的速度飞行，和向北以的速度飞行，由勾股定理可求得合速度大小为
速度方向为北偏西，设与正北方向夹角为，则
解得
即稳定后无人机匀速飞行时的速度大小为，方向为北偏西。
14. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。若地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G，地球可视为质量分布均匀的球体。求：
（1）地球的半径；
（2）地球的平均密度；
（3）已知质量分布均匀的球壳对球壳内任一质点的引力为零，求赤道位置下方与地心距离为地球半径一半处的重力加速度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
由题意可知在两极
在赤道
联立解得
【小问2解析】
结合上述结论可知得
地球体积
故地球的密度
【小问3解析】
由题可得
结合上述结论
解得
15. 如图所示，半圆轨道ABC竖直固定在水平地面上，B点与圆心O等高，劲度系数的轻质弹簧放置在水平地面上，左端固定在距A点足够远的地方。先让小球向左压缩弹簧至D点（图中未画出），此时弹簧的压缩量等于圆弧轨道的半径。再由静止释放小球，在圆弧轨道上的运动过程中小球始终未脱离轨道，且小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为，在B点所受轨道的弹力大小等于小球重力的3倍。已知弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数k之间的关系为，重力加速度g取，不计一切摩擦。求：
（1）小球的质量；
（2）释放小球瞬间弹簧的弹性势能；
（3）若释放小球时弹簧的弹性势能与（2）问中相同，而圆弧轨道半径可以任意调节。若小球能从C点抛出，且落到水平地面上时与C点的水平距离最远，求及此时圆弧轨道半径及水平距离。
【答案】（1） （2）
（3）时，
【解析】
【小问1解析】
在A点，根据牛顿第二定律有
在C点，根据牛顿第二定律有
从A到C，根据动能定理有
联立以上各式得
由题意，解得
【小问2解析】
在B点，根据牛顿第二定律有
从释放到B点，根据动能定理有
由题意
联立解得
所以
【小问3解析】
设小球从C点抛出的速度为，从释放小球到C点，则
从抛出到落地，根据平抛运动规律有，
联立解得
当且仅当时，